دانشمندان رکورد سرعت فیبر نوری را شکستند؛ ۳۰۱ ترابیت در ثانیه!

سرعت انتقال داده فیبر نوری که دانشمندان به آن دست پیدا کردند، ۱.۲ میلیون برابر سریعتر از اتصال پهن باند خانگی شما است.

به گزارش خبرآنلاین، دانشمندان به سرعت ۳۰۱ ترابیت در ثانیه، معادل انتقال ۱۸۰۰ فیلم ۴ K از طریق اینترنت در یک ثانیه با استفاده از کابل‌های فیبر نوری موجود، دست یافتند. در واقع آن‌ها با استفاده از یک باند انتقال ناپایدار برای اولین بار، به سرعت انتقال داده فیبر نوری ۱.۲ میلیون برابر سریعتر از متوسط خط پهن باند ثابت دست یافته‌اند. طبق Speed Test، متوسط سرعت پهنای باند ثابت در ایالات متحده ۲۴۲.۳۸ مگابیت بر ثانیه (Mbps) است.

آن‌ها با ارسال نور مادون قرمز از طریق رشته‌های لوله‌ای شیشه‌ای به این سرعت سرسام‌آور دست یافتند. اما آن‌ها با استفاده از دستگاه‌های جدید و سفارشی ساخته شده، از یک باند طیفی به نام «E-band» استفاده کردند که هرگز در سیستم‌های تجاری استفاده نشده است. نتیجه این آزمایش که با استفاده از کابل‌های فیبری که قبلاً روی زمین گذاشته شده بود، انجام شد در ماه مارس توسط موسسه مهندسی و فناوری (IET) منتشر شد. تیم دانشمندان این تحقیق را در کنفرانس اروپایی ارتباطات نوری (ECOC) در گلاسکو در اکتبر ۲۰۲۳ ارائه کردند.

همه اتصالات فیبر نوری تجاری داده‌ها را از طریق کابل‌ها در باند C و باند L مادون قرمز در طیف الکترومغناطیسی با منطقه مادون قرمز خاصی که برای اتصالات اینترنتی استفاده می‌شود و محدوده ۱۲۶۰ تا ۱۶۷۵ نانومتر (nm) را اشغال می‌کند منتشر می‌کنند. البته باید بدانید که نور مرئی طول موج‌هایی بین ۴۰۰ نانومتر تا ۷۰۰ نانومتر در طیف را اشغال می‌کند.

باند C و باند L که بین ۱۵۳۰ نانومتر تا ۱۶۲۵ نانومتر است معمولاً در اتصالات تجاری استفاده می‌شوند، زیرا پایدارترین آن‌ها هستند، به این معنی که کمترین مقدار داده در طول انتقال از بین می‌رود. اما دانشمندان حدس می‌زنند که روزی حجم عظیم ترافیک منجر به شلوغ شدن این دو باند می‌شود، این به این معنی است که برای افزایش ظرفیت به نوار‌های انتقال اضافی نیاز است.

باند S که در مجاورت باند C قرار دارد و محدوده ۱۴۶۰ نانومتر تا ۱۵۳۰ نانومتر را اشغال می‌کند، در حالت تجاری در ترکیب با دو باند دیگر در سیستمی به نام مالتی پلکسی تقسیم طول موج (WDM) استفاده شده است که در آن هر سه مورد از باند‌ها برای رسیدن به سرعت‌های بسیار بالاتر استفاده می‌شود. با این حال، دانشمندان هرگز نتوانسته‌اند اتصالات باند E را تقلید کنند، زیرا از دست دادن داده در این منطقه به سطوح بسیار بالایی می‌رسد که تقریباً پنج برابر نرخ از دست دادن انتقال در مناطق باند C و باند L است.

به طور خاص، کابل‌های فیبر نوری در معرض قرار گرفتن در مولکول‌های هیدروکسیل (OH) هستند که می‌تواند اتصالات را از طریق تولید یا به طور طبیعی در محیط مختل کنند. E-band باند "اوج آب" نامیده می‌شود، زیرا تلفات انتقال بسیار زیاد به دلیل جذب مولکول‌های OH توسط نور مادون قرمز در این ناحیه ایجاد می‌شود.

در تحقیقات جدید، دانشمندان سیستمی ساختند که انتقال باند E پایدار را ممکن می‌سازد. آن‌ها با استفاده از باند E و باند S مجاور، انتقال داده موفق و پایدار را با سرعت بالا نشان دادند. برای حفظ یک اتصال پایدار در این ناحیه از طیف الکترومغناطیسی، محققان دو دستگاه جدید به نام‌های «تقویت‌کننده‌های نوری» و «اکولایزر‌های بهره نوری» ایجاد کردند.

اولی به تقویت سیگنال در فواصل کمک می‌کند، در حالی که دومی هر کانال طول موج را نظارت می‌کند و دامنه را در صورت نیاز تنظیم می‌کند. آن‌ها آن‌ها را در کابل‌های فیبر نوری مستقر کردند تا از انتقال داده‌های نور مادون قرمز بدون بی ثباتی و از دست دادن که معمولاً اتصالات در این باند‌ها را آزار می‌دهد اطمینان حاصل کنند.

باند S که در مجاورت باند C قرار دارد و محدوده ۱۴۶۰ نانومتر تا ۱۵۳۰ نانومتر را اشغال می‌کند، به طور تجاری در ترکیب با دو باند دیگر در سیستمی به نام مالتی پلکسی تقسیم طول موج (WDM) استفاده شده است که در آن هر سه مورد از باند‌ها برای رسیدن به سرعت‌های بسیار بالاتر استفاده می‌شود.

با این حال، دانشمندان هرگز نتوانسته‌اند اتصالات باند E را تقلید کنند، زیرا از دست دادن داده در این منطقه به سطوح بسیار بالایی می‌رسد که تقریباً پنج برابر نرخ از دست دادن انتقال در مناطق باند C و باند L است.

به طور خاص، کابل‌های فیبر نوری در معرض قرار گرفتن در معرض مولکول‌های هیدروکسیل (OH) هستند که می‌توانند وارد لوله‌ها شده و اتصالات را از طریق تولید یا به طور طبیعی در محیط مختل کنند. E-band باند اوج آب نامیده می‌شود، زیرا تلفات انتقال بسیار زیاد به دلیل جذب مولکول‌های OH توسط نور مادون قرمز در این ناحیه ایجاد می‌شود.

در تحقیقات جدید، دانشمندان سیستمی ساختند که انتقال باند E پایدار را ممکن می‌سازد. آن‌ها با استفاده از باند E و باند S مجاور، انتقال داده موفق و پایدار را با سرعت بالا امکان پذیر کردند. برای حفظ یک اتصال پایدار در این ناحیه از طیف الکترومغناطیسی، محققان دو دستگاه جدید به نام‌های «تقویت‌کننده‌های نوری» و «اکولایزر‌های بهره نوری» ایجاد کردند.

اولی به تقویت سیگنال در فواصل کمک می‌کند، در حالی که دومی هر کانال طول موج را نظارت می‌کند و دامنه را در صورت نیاز تنظیم می‌کند. دانشمدان آن‌ها را در کابل‌های فیبر نوری مستقر کردند تا از انتقال داده‌های نور مادون قرمز بدون بی‌ثباتی و از دست دادن که معمولاً اتصالات در این باند‌ها را آزار می‌دهد اطمینان حاصل کنند.